JP2012014087A - ２成分現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減でき、それにより、上流側域での現像剤ストレスを低減でき、また、現像ローラの回転トルクを抑制できる２成分現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置４は、現像ローラ４１の回転方向において現像剤規制部材４３より上流側域で現像ローラ４１と現像ハウジング４０の内面４０１及び現像剤搬送部材４４１との間に配置された現像剤ガイド部材４５を含んでいる。ガイド部材４５には現像剤供給量制限スリット４９が形成してあり、該スリットを通して現像剤供給部材４４１から現像ローラ４１へ現像剤が供給される。画像形成装置の少なくとも一つの現像装置は現像装置４である。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関係しており、特に、画像形成装置に用いる現像装置、さらに特に、画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置に関係している。

複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置は、現像剤を収容する現像ハウジングと、現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、この現像ローラに内蔵され、現像ハウジング内の現像に供する現像剤を現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、現像ローラに臨設され、現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための現像剤搬送部材と、前記磁界発生体の磁力により現像ローラ表面に吸着され、現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材とを含むものが一般的である。

図５はそのような従来現像装置の１例を示している。
図５に示す２成分現像装置４’は、現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０’と、現像ハウジング４０’に設けられた回転駆動可能の現像ローラ４１’と、現像ローラ４１’に内蔵された磁界発生体４２’と、現像ローラ４１’に臨む現像剤規制部材４３’を含んでいる。

現像装置４’はさらに、現像ハウジング４０’内の現像剤Ｄを搬送しつつ現像ローラ４１’へ全体的に分配する、回転駆動される現像剤搬送部材４０１’を含んでいる。
現像剤搬送部材４０１’は図５に示すように現像ローラ４１’に回転中心軸線を並べて配置されるのが一般的である。

もう一本の現像剤搬送部材（図示省略）を配置し、このもう一本の搬送部材と前記搬送部材４０１’とで現像剤を往復循環搬送しつつ現像ローラ４１’へ分配する現像装置も広く知られている。

磁界発生体４２’は、現像ハウジング４０’内の現像に供する現像剤を現像ローラ４１’表面上に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１’上に吸着されたまま現像ハウジング４０’内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１’から分離させる低磁力域ＬＭ’を提供するための、複数の磁極を有する磁界発生体である。

磁界発生体４２’における磁極は、それとは限定されないが図５の例では、現像剤Ｄを現像ローラ４１’へ吸い上げるキャッチ極Ｓ２、規制部材４３’に対応する位置にある規制極Ｎ２、規制部材４３’を通過した現像剤を静電潜像担持体１’上の静電潜像を現像する現像域Ｄａ’へ向け搬送するための搬送極Ｓ１、現像域Ｄａ’に対応する現像極Ｎ１及び前記キャッチ極Ｓ２との間に反撥磁界を形成して前記低磁力域ＬＭ’を形成する現像剤分離極Ｓ３を有している。

磁界発生体４２’の磁力により現像ローラ４１’表面に吸着される現像剤は、現像ローラ４１’の回転により摩擦力の作用下に現像剤規制部材４３’が現像ローラ４１’に臨む現像剤量規制間隙へ搬送され，そこで所定量に規制されて静電潜像現像域Ｄａ’へ搬送され、静電潜像担持体１’上の静電潜像の現像に供される。
現像域Ｄａ’で消費されずに現像ローラ４１’に保持されたまま現像ハウジング４０’へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭ’で現像ローラから剥落する。低磁力域ＬＭ’は現像ローラ４１’表面上の磁束密度が例えば５ｍＴ以下である。

なお、いずれにしても、現像ローラの回転による現像剤搬送のための前記摩擦力を発生させる垂直抗力は、主として、現像ローラに内蔵された磁界発生体から発生する磁界による磁力の現像ローラ半径方向成分である。現像剤搬送のために要求されるこの垂直抗力、換言すれば磁界発生体の磁力の現像ローラ半径方向成分を得るため、一般的に用いられている磁界発生体を内蔵した現像ローラの表面の磁束密度分布は数十〜百ｍＴ程度である。

この点に関しては、特開２００８−１５１９７号公報に次の現像装置が記載されている。すなわち、現像ローラによる現像剤の搬送性を向上させるために、現像剤規制部材の上流側域に現像ローラに間隔をおいて臨む現像剤スリップ規制部材を配置し、この部材により現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像剤の現像ローラに対するスリップを抑制し、換言すれば、現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像ローラと現像剤間の、現像剤搬送に要求される摩擦力を確保することが記載されている。

以上説明したような従来の２成分現像装置では、特開２００８−１５１９７号公報に記載されているような現像装置を別にすれば、磁界発生体の磁力により現像ローラに吸着される現像剤の量は、現像剤の嵩の変動や、２成分現像装置に設けられているのが一般的である前記の現像剤搬送部材４０１’のような現像剤搬送部材の位置や現像剤搬送ムラなどにより変動し、この現像ローラ上の現像剤量の変動により現像形成される画像品質が低下することがある。

そこで現像ローラ上に吸着される現像剤量の変動に左右されずに、現像領域へ搬送する現像剤量を均一化するのに有効な手法として、現像領域へ搬送すべき量よりも多くの現像剤を現像ローラへ供給し（現像ローラ上に吸着させ）、現像剤規制部材にて一定以上の圧力下で現像剤量を規制する方法が多くの現像装置で採用されている。

特開２００８−１５１９７号公報

しかしながら、現像剤規制部材による規制部で現像剤に作用する高い圧力は現像剤へのストレスとなり、また、規制部で進行を止められた現像剤が現像ローラによる摺擦力を受け、この点も現像剤へのストレスとなり、これらストレスのため長期にわたる現像装置の使用では現像剤の劣化を招き、ひいては現像形成される画像の品質が低下する。また、現像ローラによる現像剤の摺擦のために、それだけ大きい現像ローラ回転トルクが要求されることになり、今日の省エネルギー化の要請に反することにもなる。これらのことから規制部で現像剤に作用する圧力や現像ローラによる摺擦力を低くすることが求められる。

さらに説明すると、現像剤規制部材で現像領域への移動が規制された現像剤は、磁力によって現像ローラ近くに拘束されるため、現像ローラ回転方向における現像剤規制部材の上流側域（図５の装置４’では上流側域Ａｒ）に現像剤の溜まり部が発生し、そこでは現像剤へのストレスが大きくなり、現像ローラにより現像剤が摺擦される。

現像ローラへの現像剤吸着量を減らせば、規制しなければならない現像剤の量も減らすことができるが、現像剤の溜まり量は、現像剤規制部付近の構造状態や磁力によって決まるので、規制部で量規制を行う以上、
規制部材通過前の現像ローラ上現像剤量＞規制部材を通過した現像剤量
となることから、結局現像剤の溜まり量を減らすことはできず、現像剤のストレスを減らすことや、現像ローラによる現像剤の摺擦を減らすことは困難である。

特開２００８−１５１９７号公報に記載されたタイプの現像装置であれば、スリップ規制部材と現像剤規制部材とが離隔されており、それにより圧力を解放することで規制部における現像剤ストレスの抑制が可能である。しかしながら、スリップ規制部材の上流側端（現像ローラ回転方向において上流側の端）のところで、そこへ供給される現像剤の量を規制することになるので、その部分で現像剤の溜りが生じ、現像剤ストレスが発生する。このように現像剤ストレスが発生することに変わりはない。

そこで本発明は、静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、前記現像剤を収容する現像ハウジングと、前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像剤を前記現像ローラ表面に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材とを含む２成分現像装置であって、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ向け搬送される現像剤量を現像に支障のない程度の少量に抑制でき、該現像剤量の抑制により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像に寄与しない現像剤へのストレスを低減させることができるとともに現像ローラによる現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる２成分現像装置を提供することを第１の課題とする。

また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置において現像剤ストレスを抑制して、それだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であって、前記現像剤を収容する現像ハウジングと、前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材とを含む２成分現像装置であり、
前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記ガイド部材は、前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記ガイド部材に現像剤供給量制限スリットが形成されており、前記現像剤供給量制限スリットを通して前記現像剤搬送部材から前記現像ローラへ現像剤が吸着される２成分現像装置を提供する。

また本発明は前記第２の課題を解決するため、
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る２成分現像装置である画像形成装置を提供する。

本発明に係る２成分現像装置によると、前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材が設けられている。

このガイド部材は、前記現像ローラとの間に前記現像剤規制部材と前記現像ローラとの間の現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供している。そして、前記ガイド部材に現像剤供給量制限スリットが形成されている。

本発明に係る２成分現像装置によると、前記現像剤規制部材より上流側域では、前記現像剤搬送部材により現像ローラに対して搬送分配される現像剤が前記磁界発生体の磁力により現像ローラの方へ吸引されるが、前記ガイド部材があるため、該ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着される。

ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着された現像剤は、現像剤供給量制限スリットを通して、該スリットに制限された量が現像スリーブに吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の間隙の大きさに制限された量で現像ローラの駆動回転に伴ってガイド部材と現像ローラとの間の現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。

ここでガイド部材と現像ローラとの間の間隙の大きさ（現像剤供給通路の現像ローラ半径方向の寸法）及び現像剤供給量制限スリットのサイズ（特にスリット幅）は予め所望サイズのものにしておくことができる。例えば、ガイド部材の現像ローラに対する位置や現像剤供給量制限スリットのサイズ（特にスリット幅）を静電潜像現像に支障のない量の現像剤を現像ローラ上に吸着させて現像剤規制部へ搬送できる程度のものに設定しておくことができ、そうすることで、該スリットを通して、現像域での静電潜像現像に支障のない量に制限された現像剤量だけを現像ローラ上に吸着させるとともに現像剤規制部材へ向け搬送することができる。

それにより、現像剤規制部材の上流側域での現像剤溜まり量を少なく抑制することができ、それだけ、現像に寄与しない現像剤の供給を抑制して、現像に寄与しない現像剤への圧力と現像ローラの摺擦によるストレスを低減させ、ひいては現像形成される画像の品質を良好にすることができるとともに現像ローラによる現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる。

また、従来の現像装置であれば発生することがあった現像剤搬送部材による現像剤搬送ムラ等に起因する現像ローラへの現像剤吸着量変動、ひいては現像域への現像剤搬送量の変動が、本発明に係る現像装置では、現像剤供給量制限スリットを有するガイド部材が現像ローラへの現像剤吸着量の変動吸収機能を発揮することで、それだけ現像形成される画像の品位低下を抑制できる。

本発明に係る画像形成装置では少なくとも一つの現像装置に本発明に係る２成分現像装置が採用されているので、その現像装置での現像剤ストレスが抑制され、現像剤ストレスが大きいと発生する現像剤の劣化、それによる画像不良発生等が抑制され、それだけ良好な画像を形成でき、画像形成装置全体としてもそれだけ良好な画像を形成することができる。

本発明に係る２成分現像装置における各部の寸法関係については、前記本発明の課題を解決するうえで、
前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
前記現像ローラと前記ガイド部材との間の間隙がｇ２、
前記ガイド部材の前記現像剤供給量制限スリットの幅がｇ３、
前記ガイド部材と前記現像剤供給部材の回転空間域との最短間隙がｇ４であるとき、 間隙ｇ１は間隙ｇ２及び幅ｇ３のいずれよりも小さく、間隙ｇ４は幅ｇ３よりも小さい場合を例示できる。

また、
前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
前記現像ローラと前記ガイド部材との間の間隙がｇ２、
前記ガイド部材の前記現像剤供給量制限スリットの幅がｇ３であり、
間隙ｇ１＜幅ｇ３＜間隙ｇ２の関係が満たされている場合を例示できる。

前記ガイド部材と前記現像ハウジングの内面との間に、前記ガイド部材の現像剤供給量制限スリットを介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路が形成されているとともに、前記ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部において前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる連通路が形成されていてもよい。

この場合、
前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
前記連通路の間隙がｇ５であり、
前記前記ガイド部材と前記現像ハウジング内面との間隙がｇ６であり、
間隙ｇ６＞間隙ｇ５＞間隙ｇ１の関係が満たされている場合を例示できる。

前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路である場合を例示できる。
なお還流通路には、現像剤を現像剤吸着域へ向け送る、例えば回転パドルのような送り部材を設けてもよい。

以上説明したように本発明によると、静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、前記現像剤を収容する現像ハウジングと、前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像剤を前記現像ローラ表面に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材とを含む２成分現像装置であって、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ向け搬送される現像剤量を現像に支障のない程度の少量に抑制でき、該現像剤量の抑制により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像に寄与しない現像剤へのストレスを低減させることができるとともに現像ローラによる現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる２成分現像装置を提供できる。

また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置において現像剤ストレスを抑制して、それだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供できる。

本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置に採用されている本発明に係る２成分現像装置例の概略断面図である。 実施例現像装置、比較例現像装置及び従来例現像装置のそれぞれにおける現像ローラ回転トルクを調べた結果を対比させて示す図である。 比較例現像装置を示す図である。 従来の現像装置例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及び本発明に係る現像装置の例について説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０はモノクロ画像を記録紙等の記録シートＳ上に形成する電子写真方式の画像形成装置である。

画像形成装置１０は、ドラム型感光体１を含んでおり、感光体１の周囲に帯電器２、画像露光装置３、現像装置４、転写ローラ５及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。画像形成装置１０はこれらのほか、図示省略の記録シート供給部を備えているとともに、該記録シート供給部から供給されてくるシートＳの搬送方向において転写ローラ５より下流側に定着装置７及びシート排出トレイ（図示省略）等を備えている。

感光体１は負帯電性の感光体であり、帯電器２によりその表面を一様に所定負電位に帯電させることができる。 画像露光装置３は帯電器２による感光体帯電域に画像露光を施すことで形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成するものであり、図示省略の画像読み取り装置、コンピュータ、外部ファクシミリ機等から提供される画像情報に応じて画像露光を施すものである。

現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤を用いて感光体１上の静電潜像を現像する２成分現像装置であり、負に帯電したトナーで反転現像により静電潜像を可視トナー像とするものである。現像装置４については後ほどさらに説明する。

画像形成装置１０によると次のようにしてシートＳにトナー画像を形成することができる。
図示省略の感光体駆動モータにより図中時計方向に回転駆動される感光体１の表面を、図示省略の帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２により一様に所定電位に帯電させる。その帯電域に画像露光装置３から画像露光して、形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を２成分現像装置４で現像してトナー像を形成する。

一方、図示省略の記録シート供給部から記録シートＳをタイミングローラＴＲへ供給し、タイミングローラＴＲにて記録シートＳを、その画像形成対象域にトナー像が転写されるタイミングで感光体１と転写ローラ５との間の転写部に突入、通過させる。このとき、転写ローラ５には図示省略の転写電源から転写電圧を印加し、感光体１上のトナー像をシートＳへ転写する。

このようにしてトナー像が転写された記録シートＳは定着装置７を通過することで加熱加圧下にトナー像が定着され、シート排出トレイへ排出される。
トナー像転写後の感光体１表面はクリーニング装置６により清掃され、次の画像形成に備えられる。

２成分現像装置４についてさらに説明する。
図２は図１の画像形成装置に採用されている２成分現像装置４の概略断面構造を示している。

現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む所謂２成分現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０と、現像ハウジング４０に回転可能に取り付けられた現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁界発生体４２と、現像ローラ４１に現像剤量規制間隙ｇ１をあけて臨設された現像剤規制部材４３とを含んでいる。

現像ローラ４１はスリーブの形態の非磁性部材であり、現像スリーブとも称されており、表面はブラスト処理等により現像剤Ｄを搬送するのに適度の粗さを有している。それとは限定されないが本例では外径１６ｍｍである。現像剤規制部材４３は磁性材料からなっている。

現像ローラ４１は、現像ハウジング４０の感光体１に向かって開かれた開口部から感光体１に現像間隙をおいて臨み、図示省略の現像モータにより図２において時計方向まわりＣＷに回転駆動可能である。現像ローラ４１は画像形成する記録シートＳの搬送方向に直角な方向の幅に対応できるように、回転中心線ＣＬの方向に長く形成されている。

現像装置４はさらに一対の現像剤搬送部材４４１、４４２を含んでいる。現像剤搬送部材４４１、４４２は、現像剤を攪拌しつつ（それによりトナーを摩擦帯電させつつ）現像ローラ４１の長手方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送し、現像ローラ４１の現像剤を保持すべき各部に現像剤を分配するものである。

現像剤搬送部材４４１、４４２は現像ローラ４１と並行に、現像ハウジング４０内に回転可能に配置されている。現像剤搬送部材４４１、４４２は本例ではスクリューコンベアであり、図示省略の前記現像モータにより伝動機構を介して回転駆動できる。

図２において、現像剤Ｄは一方の搬送部材４４１により手前側から奥側へ搬送され、両搬送部材間に設けられた仕切り壁４００の奥側部位に形成された開口（図示省略）から他方の搬送部材４４２へ移動し、搬送部材４４２により奥側から手前側へ搬送され、仕切り壁４００の手前側部位に形成された開口（図示省略）から搬送部材４４１へ移動するというように循環搬送される。

現像ローラ４１に臨む搬送部材４４１は現像剤Ｄを現像ローラ４１の長手方向に沿って搬送しつつ現像ローラ各部へ現像剤を分配する。補給トナーは、例えば搬送部材４４２の奥側部位に供給することができる。

磁界発生体４２は、現像ハウジング４内の現像に供する現像剤Ｄを現像ローラ４１表面に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１上に吸着されたまま現像ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤Ｄを現像ローラ４１から分離させる低磁力域ＬＭを提供するものである。

さらに説明すると、磁界発生体４２は、それとは限らないが、本例では永久磁石を組み合わせ配列してロール状に形成したもので、周面に磁極であるＳ極及びＮ極を有するものである。

磁界発生体４２は磁極として、現像剤Ｄを現像ローラ４１へ吸い上げるキャッチ極Ｓ２、規制部材４３に対応する位置にある規制極Ｎ２、規制部材４３による現像剤量規制間隙ｇ１を通過した現像剤を感光体１上の静電潜像を現像する現像域Ｄａへ向け搬送するための搬送極Ｓ１、現像域Ｄａに対応する現像極Ｎ１及び前記キャッチ極Ｓ２との間に反撥磁界を形成して前記低磁力域ＬＭを形成する現像剤分離極Ｓ３を有している。
なお、磁界発生体４２における磁極配置はこれに限定されるものではない。静電潜像現像に支障のない範囲で他の磁極配置の採用も可能である。

現像剤Ｄを構成するトナーは、それとは限定されないが本例では、重合法により作られた平均粒径６μｍの、負帯電させて用いるトナーであり、磁性キャリアは平均粒径３３μｍのキャリアである。

現像装置４はさらに、現像剤のガイド部材４５を含んでいる。ガイド部材４５は、非磁性材料で形成されており、現像ローラ４１の回転方向において現像剤規制部材４３より上流側域において、現像ローラ４１と、現像ハウジング４０の内面４０１及び現像剤搬送部材４４１との間に配置されており、現像ローラ４１に間隙ｇ２をおいて臨んでいる。

ガイド部材４５は、現像ローラ４１との間に前記現像剤量規制間隙ｇ１へ向け現像剤Ｄを供給するための現像剤供給通路４６を提供している。
ガイド部材４５は、また、現像ハウジング内面４０１との間に間隙ｇ６をおいて配置されており、現像ハウジング内面４０１との間に、現像ローラ回転方向におけるガイド部材上流側端部に形成されたスリット４９のある現像剤供給域（現像剤吸着域）へ向け現像剤Ｄを還流させる現像剤還流通路４７を提供している。スリット４９は現像剤供給量制限スリットであるが後ほど詳述する。

ガイド部材４５の現像ローラ回転方向において下流側端部、さらに言えば、現像剤規制部材４３に近い部位（本例では規制部材４３から上流側へ距離Ｐ戻った位置）には、現像剤案内通路４６から現像剤還流通路４７へ連通する、間隙寸法ｇ５の連通路４８が形成されている。

ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側の端４５１は低磁力域ＬＷにあり、現像剤搬送部材４４１のスクリュー回転空間域４４１ａに対し間隙ｇ４をおいて接近配置されている。
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側端部には現像剤供給量制限スリット４９が形成されており、この現像剤供給量制限スリット４９を通して現像剤搬送部材４４１から現像ローラ４１へ現像剤が吸着されるようになっている。

ガイド部材４５の現像剤供給量制限スリット４９は、前記低磁力域ＬＭより下流側で該低磁力域ＬＭに最も近い磁極（ここではキャッチ極Ｓ２）の磁束密度のピーク位置上（換言すれば、磁極Ｓ２の磁束密度のピークに対応する位置上）、或いはそれより上流側に形成することができる。図示例では、概ねキャッチ極Ｓ２に対応させて形成してある。

それとは限定されないが、ここでは、
現像剤量規制間隙ｇ１＝０．５ｍｍ、
ガイド部材４５と現像ローラ４１との間隙ｇ２＝１．７５ｍｍ、
ガイド部材４５の現像剤供給量制限スリット４９の幅ｇ３＝１. ５ｍｍ、
ガイド部材４５と現像剤供給部材回転空間域４４１ａとの最短間隙ｇ４＝１．０ｍｍ、 ガイド部材４５とハウジング内面４０１との間隙ｇ６＝２．０ｍｍ、
連通路４８が形成されている、規制部材４３から上流側へ戻った距離Ｐ＝３ｍｍ、
連通路４８の間隙ｇ５＝１．７５ｍｍである。ｇ６＝３ｍｍ、ｇ５＝２ｍｍとしてもよい。

上記各部寸法から分かるように、
現像剤量規制間隙ｇ１＜間隙ｇ３＜間隙ｇ２の大小関係及び
現像剤量規制間隙ｇ１＜間隙ｇ５＜間隙ｇ６の大小関係があり、
ガイド部材４５と現像剤供給回転部材４４１との最短間隙ｇ４は間隙ｇ３よりも小間隙である。
なお、スリット４９の現像ローラ４１の長手方向の長さは、現像ローラ４１の現像剤を吸着すべき部分に全体的に現像剤を供給できる一定の長さとされている。

現像装置４によると、磁界発生体４２のキャッチ極Ｓ２の磁力により現像ローラ４１表面に吸着される現像剤は現像ローラ４１の回転により摩擦力の作用下に現像剤量規制間隙ｇ１へ搬送され、そこで所定量に規制されて現像域Ｄａへ現像剤の穂の態様で搬送され、感光体１上の静電潜像の現像に供される。
現像域Ｄａで消費されずに現像ローラ４１に保持されたまま現像ハウジング４０へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭで現像ローラ４１から剥落する。

ここで注目すべきは、現像装置４においてはガイド部材４５が設けられている点である。
ガイド部材４５は現像ローラ４１の回転方向において現像剤規制部材４３より上流側域で、現像ローラ４１と現像ハウジング内面４０１及び現像剤搬送部材４４１との間に配置され、現像ローラ４１に間隙ｇ２（１．７５ｍｍ）をおいて臨み、現像ローラ４１との間に現像剤供給通路４６を提供している。現像剤供給通路４６は現像剤量規制間隙ｇ１（０．５ｍｍ）へ通じる通路である。

またガイド部材４５は、その上流側端４５１が低磁力域ＬＭへ延びて、現像剤搬送部材４４１の回転空間域に対して小さい間隙ｇ４（１．０ｍｍ）をおいて接近しており、その上流側端４５１よりやや下流側において磁界発生体４２のキャッチ極Ｓ２に臨む現像剤供給量規制スリット４９（幅ｇ３＝１. ５ｍｍ＜間隙ｇ２＝１．７５ｍｍ）が形成されている。

現像剤規制部材４３より上流側域では、現像剤搬送部材４４１により現像ローラ４１に対して搬送分配される現像剤Ｄが主として磁界発生体４２のキャッチ極Ｓ２の磁力により現像ローラ４１の方へ吸引されるが、ガイド部材４５があるため、ガイド部材４５の現像剤搬送部材側の面に吸着される。そして、ガイド部材４５と現像剤供給回転部材４４１との最短間隙ｇ４は間隙ｇ３よりも小間隙の１. ０ｍｍであり、それ故、現像剤搬送部材４４１からガイド部材４５の現像剤搬送部材側の面に拘束される現像剤量はそれだけ多くなり、吸着されている現像剤が枯渇することはない。

ガイド部材４５の現像剤搬送部材側の面に吸着された現像剤Ｄは、現像剤供給量制限スリット４９を通して、スリット４９に制限された量で現像スリーブ４１に吸着され、さらにガイド部材４５と現像ローラ４１との間の間隙ｇ２の大きさに制限された量で現像ローラ４１の駆動回転に伴って現像剤供給通路４６を通って現像剤量規制間隙ｇ１へ搬送される。

スリット４９を通しての現像ローラ４１への現像剤吸着は、現像ローラ４１に吸着された現像剤が現像剤量規制間隙ｇ１へ向け搬送されることで順次連続的に行われるので、現像剤の供給に支障はない。

ここでガイド部材４５と現像ローラ４１との間の間隙ｇ２の大きさ（現像剤供給通路４６の現像ローラ半径方向の寸法）及び現像剤供給量制限スリット４９のサイズ（特にスリット幅ｇ３）、或いはさらにキャッチ極Ｓ２の磁力が、静電潜像現像に支障のない量の現像剤を現像ローラ４１上に吸着させて現像剤規制部へ搬送できる程度のものに設定してあり、特に、間隙ｇ２＞スリット幅ｇ３としてあるので、スリット４９を通して、現像域Ｄａでの静電潜像現像に支障のない量に抑制された現像剤だけを現像ローラ４１上に吸着させるとともに現像剤規制部材４３へ向け搬送することができる。換言すれば、過剰な現像剤量を現像剤規制部へ供給してしまうことを防ぐことができる。
なお、それとは限定されないが本例でのキャッチ極の現像ローラ半径方向の磁束密度Ｂｒは現像ローラ表面上で略５５ｍＴである。

かくして、現像剤規制部材４３の上流側域での現像剤溜まり量を少なく抑制することができ、それだけ、現像に寄与しない現像剤の供給を抑制して、現像に寄与しない現像剤への圧力と現像ローラ４１の摺擦によるストレスを低減させ、ひいては現像形成される画像の品質をそれだけ良好に維持することができるとともに現像ローラ４１による現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる。

また、従来の現像装置であれば発生することがあった現像剤搬送部材による現像剤搬送ムラ等に起因する現像ローラ４１への現像剤吸着量変動、ひいては現像域Ｄａへの現像剤搬送量の変動が、現像装置４では、現像剤供給量制限スリット４９を有するガイド部材４５が現像ローラ４１への現像剤吸着量の変動吸収機能を発揮することで、それだけ現像形成される画像の品位低下を抑制できる。

画像形成装置１０の立場からすると、現像装置に２成分現像装置４が採用されているので、その現像装置４での現像剤ストレスが抑制され、現像剤ストレスが大きいと発生する現像剤の劣化、それによる画像不良発生等が抑制され、それだけ良好な画像を形成でき、画像形成装置１０全体としてもそれだけ良好な画像を形成することができる。

また、ガイド部材４５によって、現像剤規制部材４３による現像剤量規制部前の現像剤流れ経路として以下の二つの経路が形成されている。
経路１：現像ローラ４１とガイド部材４５との間に形成される空間（現像剤供給通路４ ６）。この経路１では現像ローラ回転方向と同方向に現像剤Ｄが搬送される。 経路２：ガイド部材４５と現像ハウジング４０との間に形成される空間（現像剤還流通 路４７）。この経路２では現像ローラ回転方向とは逆向きに現像剤Ｄが移動す る。現像剤規制部材４３により現像領域Ｄａへの搬送が規制された現像剤Ｄは 現像剤案内通路４６と現像剤還流通路４７とを連通させる連通路４８から現像 剤還流通路４７へ流入し、この通路をガイド部材４５のスリット４９のある現 像剤供給域へ向け重力で移動する。

経路１は、ガイド部材４５によって現像ローラ表面との間隔が制限されているので、この経路１を搬送されてくる現像剤の現像剤規制部での溜まり量はガイド部材４５が無い場合と比べると少ないことは前記のとおりであり、さらに、現像剤規制部前の現像剤圧力は、経路１（現像剤供給通路４６）と経路２（現像剤還流通路４７）とを連通させる連通路４８により解放され、現像剤規制部前の現像剤は経路２を通じてガイド部材４５のスリット４９のある現像剤供給域へ向け返されるので、現像剤規制部前の現像剤圧力が高まりすぎることを防げる。

この点でも、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減でき、それにより、現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる。

以上説明した例では、ガイド部材４５と現像ローラ４１との間隙ｇ２を１．７５ｍｍに設定しているが、この間隙ｇ２は通路４６の全体にわたって均一である必要はない。例えば、現像剤の詰め込みを抑制するために、上流側部分の間隙寸法を下流側部分の間隙寸法より狭くしてもよい。

次に、図２に示す現像装置４と、図５に示す従来現像装置４’と、さらに図４に示す比較例現像装置４”とについて行った実験について説明する。

現像装置４、４’、４”とにおいて、現像ローラ、磁界発生体、現像剤規制部材等は同じものを採用した。現像ローラ周速はいずれも３０２ｍｍ／秒とした。

比較例現像装置４”は従来技術に属するものではない。現像装置４”は、現像装置４において、ガイド部材４５のスリット４９より上流側の部分を削除し、さらにガイド部材４５の上流側端を現像装置４の場合よりも一層キャッチ極Ｓ２に対応させたものである。他の点は現像装置４と略同じである。現像装置４と実質上同じ部分、部品には現像装置４と同じ参照符号を付してある。

現像剤規制部材の上流側域の現像剤溜まり量が多くなると、現像ローラによる現像剤の摺擦力が増加し、現像ローラの回転トルクが増加してくるところ、図３に示すように、ガイド部材を設けてある比較例現像装置４”ではガイド部材の無い従来現像装置４’より現像ローラ回転トルクが低減され、実施例現像装置４では比較例現像装置４”よりも現像ローラ回転トルクが低減されており、比較例現像装置４”では従来現像装置４’より現像剤規制部材上流側域での現像剤溜まり量が少なく抑制されており、実施例現像装置４では比較例現像装置４”よりさらに現像剤溜まり量が少なく抑制されていること（ひいてはそれだけ現像剤ストレスが抑制されていること）が分かる。

図４から、実施例現像装置４では従来例現像装置４’より２〜４割程度現像ローラ回転トルクを低減させることができることが分かる。
上記調査では、ガイド部材４５と現像ローラ４１との間の間隙ｇ２は１．７５ｍｍであったが、図４に示す調査結果からすると、間隙ｇ２が２ｍｍ程度より小さければ、現像剤溜まり量を低減し、現像剤ストレス及び現像ローラ回転トルクを抑制できると言える。

以上説明した画像形成装置はモノクロ画像を形成するものであったが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置にも適用でき、そのとき、カラー画像形成のための、それぞれが担当色トナーを収容している複数の現像装置のうち１又は２以上について本発明に係る２成分現像装置を採用することができる。

本発明は、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減でき、現像ローラの回転トルクを抑制することができる２成分現像装置を提供すること及びこの２成分現像装置を少なくとも一つ備えることでそれだけ良好な画像形成を行える画像形成装置を提供することに利用できる。

１０ 画像形成装置
Ｓ 記録シート
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 定着装置
ＴＲ タイミングローラ
４ ２成分現像装置４
４０ 現像ハウジング
４０１ 現像ハウジング内面
４１ 現像ローラ
４２ 磁界発生体
Ｓ２ キャッチ極
Ｎ１ 規制極
Ｓ１ 搬送極
Ｎ２ 現像極
Ｓ３ 分離極
４３ 現像剤規制部材
４４１、４４２ 現像剤搬送部材
４４１ａ 搬送部材４４１の回転空間域
４００ 搬送部材間の仕切り壁
Ｄ 現像剤
Ｓ２ キャッチ極
Ｎ２ 規制極
Ｓ１ 搬送極
Ｎ１ 現像極
Ｓ３ 分離極
ＬＭ 低磁力域
Ｄａ 現像域
４５ ガイド部材
４５１ ガイド部材の上流側端
４５２ ガイド部材の下流側の端部
４６ 現像剤案内通路
４７ 現像剤還流通路
４８ 連通路
４９ 現像剤供給量制限スリット
ｇ１ 現像剤量規制間隙
ｇ２ ガイド部材と現像ローラとの間の間隙
ｇ３ 現像剤供給量制限スリット幅
ｇ４ ガイド部材上流側端と現像剤搬送部材のスクリュー回転空間域との間隙
ｇ５ 連通間隙
ｇ６ ガイド部材と現像ハウジング内面４０１との間の間隙

Claims (6)

1. 静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であって、前記現像剤を収容する現像ハウジングと、前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材とを含む２成分現像装置であり、
   前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記ガイド部材は、前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記ガイド部材に現像剤供給量制限スリットが形成されており、前記現像剤供給量制限スリットを通して前記現像剤搬送部材から前記現像ローラへ現像剤が吸着されることを特徴とする２成分現像装置。
2. 前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
   前記現像ローラと前記ガイド部材との間の間隙がｇ２、
   前記ガイド部材の前記現像剤供給量制限スリットの幅がｇ３、
   前記ガイド部材と前記現像剤供給回転部材の回転空間域との最短間隙がｇ４であり、
   間隙ｇ１は幅ｇ３及び間隙ｇ２のいずれよりも小さく、間隙ｇ４は幅ｇ３より小さい請求項１記載の２成分現像装置。
3. 前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
   前記現像ローラと前記ガイド部材との間の間隙がｇ２、
   前記ガイド部材の前記現像剤供給量制限スリットの幅がｇ３であり、
   間隙ｇ１＜幅ｇ３＜間隙ｇ２の関係が満たされている請求項１又は２記載の２成分現像装置。
4. 前記ガイド部材と前記現像ハウジングの内面との間に、前記ガイド部材の現像剤供給量制限スリットを介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路が形成されているとともに、前記ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部において前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる連通路が形成されており、
   前記現像剤規制部材が提供している前記現像剤量規制間隙がｇ１、
   前記連通路の間隙がｇ５であり、
   前記前記ガイド部材と前記現像ハウジング内面との間隙がｇ６であり、
   間隙ｇ６＞間隙ｇ５＞間隙ｇ１の関係が満たされている請求項１、２又は３記載の２成分現像装置。
5. 前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路である請求項４記載の２成分現像装置。
6. 静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から５のいずれか１項に記載の２成分現像装置であることを特徴とする画像形成装置。